CN101860277B - 跟踪太阳光照的装置 - Google Patents

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Abstract

跟踪太阳光照的装置，是为了解决现有动态跟踪太阳光照系统存在的结构规模小，运行效益低；抗风沙能力很差，不适宜在风沙较大的环境中使用，且维护成本高，需要消耗额外的能源，运行故障率高，部件使用寿命短等技术问题而设计的。它主要由电池板架、经向跟踪部分和纬向跟踪部分组成；所述纬向跟踪部分，由带有负坡度的环形轨道、轨道中心轴及滑车组成；所述经向跟踪部分，由电池板架的底端通过铰接点固定在滑车上组成。本发明的特点及有益效果：适合需要实时自动跟踪太阳光照的场合，适合大结构制作，用于大型光伏电站使用，且不需要额外的能源，仅利用其自身的重力势能就能平稳可靠的运行。尤其适合在我国西北部的风沙环境下使用，具有安装简单，运行稳定，效率高，成本低，抗风沙，易维护等特点。

Description

跟踪太阳光照的装置
技术领域：
本发明涉及一种太阳能采集装置，尤其涉及一种用于跟踪太阳光照的装置。适合于大型光伏电站，特别适用于在我国西北部的风沙环境下使用。
背景技术：
目前大部分光伏系统多采用电池板角度固定安装的形式，使其接受光照的效率很低。而现有的动态跟踪系统主要采用高速转动部件实现跟踪，如：公告号：CN101135913、CN101201628、CN2533435、所涉及的《太阳能全自动跟踪转盘》、《仰角转轴固定太阳能接收器自动跟踪装置》；《太阳同步跟踪装置》等装置，因此设备的抗风沙能力很差，不适宜在风沙较大的环境中使用，且安装、维护成本高，需要消耗额外的能源。整个系统存在成本高、运行故障率高，部件使用寿命短(主要是环境的风沙影响所致)，维护不方便等技术问题，所以应用受到很大的限制。
发明内容：
本发明为了解决现有太阳光照动态跟踪系统存在的抗风沙能力很差，不适宜在风沙较大的环境中使用，且维护成本高，需要消耗额外的能源，运行故障率高，部件使用寿命短等技术问题，提供了一种跟踪太阳光照的装置，它主要由电池板架、经向跟踪部分和纬向跟踪部分组成；所述纬向跟踪部分，由带有负坡度的环形轨道、轨道中心轴及滑车组成；所述经向跟踪部分，由电池板架的底端通过铰接点固定在滑车上组成。
所述纬向跟踪部分还包括固定在滑车上的阻尼缸和固定在轨道上的环形阻尼曲线工作面。所述经向跟踪部分还包括曲柄和摇杆；所述摇杆的一端铰接固定于曲柄的滑槽内，另一端铰接于电池板架上。
本发明的特点及有益效果：适合需要实时自动跟踪太阳光照的场合，适合大结构制作，用于大型光伏电站使用，且不需要额外的能源，仅利用其自身的重力势能就能平稳可靠的运行。尤其适合在我国西北部的风沙环境下使用，具有安装简单，运行稳定，效率高，成本低，抗风沙，易维护等特点。
附图说明
图1本发明的结构示意图
图2、图2-1本发明实施例1结构示意图
图3、图3-1本发明实施例2结构示意图
图4本发明实施例3结构示意图
图5本发明实施例4结构示意图
图6本发明实施例5结构示意图
具体实施方式
跟踪太阳光照的装置，它主要由电池板架1、经向跟踪部分和纬向跟踪部分组成。所述纬向跟踪部分，由带有负坡度的环形轨道6、轨道中心轴5及滑车3组成；所述经向跟踪部分，由电池板架1的底端通过铰接点2固定在滑车3上组成。
所述纬向跟踪部分还包括固定在滑车3上的阻尼缸7和固定在轨道上的环形阻尼曲线8的工作面；所述经向跟踪部分还包括曲柄9和摇杆10；所述摇杆10的一端铰接固定于曲柄9的滑槽内，另一端铰接于电池板架1上，控制电池板架1使其的法向始终指向太阳的方向，用于实时跟踪太阳的光照。
该装置的工作过程：
1、根据季节的变化，调整摇杆在曲柄上的滑槽中的位置(夏季时稍远离曲柄的中心点，冬季时靠近中心点)来调整电池板架1的每天俯仰角∠θ的摆幅，以适应不同季节每天的太阳高度角的变化。
2、每天黎明前，加足阻尼缸里的工作介质，打开阻尼阀，调整好阻尼系数。
3、将滑车的滑轨一端调整至低于起始点的高度，作为终点的位置。
4、打开滑车的纬向止动装置，随时调整阻尼系数或轨道坡度，使滑车在自身重力的作用下沿轨道徐徐前进，转动速度与太阳的光照同步，直至太阳落山。
5、解除纬向阻尼作用。
6、滑车复位，使载有电池板架的滑车回到起始位置。可用复位千斤顶将轨道的终点抬升一点，使滑车溜回到起始点(复位点)以备明天继续工作。
实施例1
参看图2、图2-1，跟踪太阳光照的装置
经向跟踪部分，其电池板架1的底端与滑车3底板通过铰接点2铰接，其中电池板架1的上端通过二维铰接点与摇杆10铰接，摇杆10的另一端与曲柄9以一维铰接形式铰接形成经向跟踪部分。另外，可根据季节的变化，通过移动摇杆10在曲柄9上的铰接位置，并通过锁紧件4锁紧固定，来调整电池板架1的每天俯仰角∠θ的摆幅，以适应不同季节每天的太阳高度角的变化。实现电池板架1自动随时经向跟踪太阳的光照。
纬向跟踪部分的滑车的环形轨道6采用具有坡度的负轨道方式，即在工作状态时，使轨道的起点高于终点呈螺旋状的形式，滑车3利用其自身的重力势能，可以沿其轨道溜动。通过调整阻尼缸7的阻尼系数(即：工作介质从一腔被压到另一腔的流量速度)来控制其溜动的速度。
本例中是将阻尼缸7固定在滑车3上，阻尼缸7上的活塞杆是由径向配合阻尼曲线8的工作面来实现控制载有电池板架的滑车3绕中心轴5在轨道6上的溜动的速度。阻尼曲线8是等速螺旋线。
阻尼缸7和阻尼曲线8的固定位置可以互换，即：也可以将阻尼缸7与轨道6(或本装置的非运动部分)固定在一起，而阻尼曲线8与滑车3(或本装置的相对运动部分)固定为一体。下同。
实施例2
参看图3、图3-1，跟踪太阳光照的装置，其纬向跟踪部分的阻尼曲线8的工作面与轨道6为同轴的环形面，阻尼缸7上的活塞杆是由轴向与阻尼曲线8的工作面配合来实现控制载有电池板架的滑车3绕中心轴5在轨道6上的溜动的速度。其它同实施例1。
实施例3
参看图4，跟踪太阳光照的装置，其纬向跟踪部分的阻尼曲线8的工作面为与轨道6重合的环形面，固定在滑车3上的阻尼缸7的活塞杆也是由轴向与阻尼曲线8的工作面配合，来实现控制载有电池板架的滑车3绕中心轴5在轨道6上的移动速度。本例中是将滑车3上的一个轮子直接固定在阻尼缸7的活塞杆上，使其兼做滑车3的运动支撑和阻尼限速的作用。其它同实施例1。
实施例4
参看图5，跟踪太阳光照的装置，其经向跟踪部分的电池板架1的底端与滑车3底板通过铰接点2铰接，其中电池板架1的上端通过铰接点与摇杆10铰接，摇杆10的另一端与水平轴向的曲柄9铰接，所述水平轴向的曲柄9靠固定在其上的伞齿轮与垂直轴向的固定于滑车3上的伞齿轮啮合后产生相对转动，来推动摇杆10运动来完成经向跟踪工作的。其它同实施例1和实施例3。
实施例5
参看图6，跟踪太阳光照的装置，其电池板架1的俯仰角∠θ可通过人工或使用传动装置调整电池板架1的俯仰角度，调整好后通过定位销或止动锁紧件4定位锁紧。在每天黎明前调整，使电池板架1的工作面的法向是当天12时或13时太阳的方向，并锁紧固定好。其它纬向跟踪部分可同其它实施例之一。
本发明也适用于其它太阳能采集场合。

Claims (3)

1.跟踪太阳光照的装置，它主要由电池板架(1)、经向跟踪部分和纬向跟踪部分组成；其特征在于：所述纬向跟踪部分，由带有负坡度的环形轨道(6)、轨道中心轴(5)、滑车(3)及阻尼缸(7)组成；所述经向跟踪部分，由曲柄(9)和摇杆(10)组成，所述电池板架(1)的一端铰接于滑车(3)上，另一端与摇杆(10)铰接。
2.根据权利要求1所述的跟踪太阳光照的装置，其特征在于：所述纬向跟踪部分还包括固定在轨道上的环形阻尼曲线(8)的工作面。
3.根据权利要求1所述的跟踪太阳光照的装置，其特征在于：所述经向跟踪部分的摇杆(10)的一端铰接固定于曲柄(9)的滑槽内，另一端铰接于电池板架(1)上。
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